[发明专利]高邻位异构体含量的双酚F的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双酚F的制备方法，特别涉及高邻位异构体含量的双酚F的制备方法。

背景技术

双酚F（BPF）双酚F的化学名称是4，4′-二羟基二苯基甲烷，是一种重要的化工中间体。由苯酚和甲醛缩合而成，结构式如下：

由于反应原料的特性，双酚F很难得到较高纯度的产品，经常是与2，4-二羟基二苯基甲烷和2，2′-二羟基二苯基甲烷同时存在。因其化学结构特性，在合成环氧树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯以及作为酚醛树脂的改性剂和稳定剂时，所得产品的耐热性、耐湿性、绝缘性、加工性及注射浇注性能均远优于以双酚A为原料制成的同类产品。以合成环氧树脂为例，双酚F环氧树脂的粘度只有双酚A环氧树脂粘度的1/4～1/7，所以其在使用过程中可以少加溶剂或稀释剂，从而简化了工艺并减少了对环境造成的污染。双酚F的生产在国外已经形成规模。以日本环氧树脂行业为例，双酚F等非双酚A环氧树脂产量已经达到总产量的25%，而且比例仍在增加。所以双酚F具有较好的开发和应用前景。而双酚F的生产在国内尚属空白，即使有文献专利的发表，但其2，2′-位异构体的比例仍然偏低。

双酚F三种异构体的组成比例对合成双酚F环氧树脂的物理机械化学性能有较大的影响。在双酚F三种异构体中2，2′-的活性最高，适当提高2，2′-异构体量的比例，可使固化速度加快，从而提高劳动效率。但是当2，2′-异构体的比例过高，固化速度过快，容易使得固化不完全，从而影响产品的物理机械性能，普遍认为2，2′-异构体的含量在6%～25%较好。据US5654382及WO9702306介绍，提高2，2′-及2，4-异构体的比例，可使双酚F环氧树脂具有更低的熔融粘度和溶液粘度，更好的韧性和成膜性，但遗憾的是US5654382及WO9702306并没有提出具体的提高2，2′-及2，4-异构体的比例的方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高邻位异构体含量双酚F的制备方法，以解决现有双酚F制备方法得到的双酚F中邻位异构体含量低，所合成双酚F环氧树脂固化速度慢以及树脂易结晶等缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高邻位异构体含量的双酚F的制备方法，该方法包括以下步骤： 

a、苯酚与甲醛在催化剂的作用下采用两步法工艺合成双酚F，第一步是苯酚在熔融状态下通过磷酸调节使其pH值为2～3，加热到70℃±2℃温度下然后加入的甲醛，其甲醛滴加时间控制为1.0～1.5h，然后保持温度反应1.5～2.0h；第二步将第一步的反应液控制温度为60℃±2℃，然后向反应液中加入催化剂磷酸及甲醛，其甲醛滴加时间控制为30min，然后保持温度反应2.0～2.5h；上述两步法工艺都是在N₂保护下进行反应；

所述苯酚与全部甲醛的摩尔比为12：1～25：1；第一步所加入的甲醛的量占全部甲醛量的70%～80%；第二步反应中加入的磷酸与苯酚的质量比为9～18：50；

b、将有机相和磷酸相通过静置分层分离；

c、中和有机相并去盐，其pH值不能超过7；

d、减压回收苯酚，其温度不能超过195℃，得到双酚F产品。

本发明的产品可以采用高效液相色谱（HPLC）测定其纯度和组成。

本发明的有益效果：本发明原材料易得、工艺操作相对简单易行，可以稳定得到2，2′-异构体的比例为9%—20%及2，4-异构体的比例为42%—46%，纯度为90%以上的双酚F产品。

具体实施方式

本发明所述的实例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明相当的含义和范围内的任何改变和调整，都应认为是在本发明的范围内。

实施例1

在1000ml的三口瓶中加入540g熔融苯酚，并通氮气保护。开启搅拌，并用质量浓度为65%的磷酸调节pH值为2，并加热升温至70℃，并将20g质量浓度为37.2%甲醛溶液在1h内滴加完毕，并在70℃下反应1.5h；然后向反应液中加入100g质量浓度为65%的磷酸溶液，并把温度维持在60℃，将6g质量浓度为37.2%甲醛溶液在30min内滴加完毕，并维持在60℃左右反应2h，结束反应。然后将反应液置于分液漏斗中，静置分层，分离出下层的磷酸相；然后用5%的氢氧化钠溶液中和有机相，使得有机相的pH值为5；减压蒸馏除去苯酚，至温度为190℃，即得到双酚F产品。（上述各种溶液的浓度均为质量百分比含量。）

表1 实施例1的目标产品的组成分析

实施例2